2. Пищевая, биологическая ценность и биотехнологические свойства обезжиренного молока
При сепарировании цельного молока получают обезжиренное молоко, жирность которого не должна превышать 0,05 %. Этот показатель является важнейшей качественной характеристикой процесса сепарирования и эффективности производства. Снижение жирности обезжиренного молока на 0,01 % позволяет получать в отрасли более 1000 т сливочного масла в год.
Основным отличием обезжиренного молока от цельного является содержание жира, что существенно отражается на сенсорной оценке (цвет, вкус, консистенция) и энергетической ценности (50 %). Кроме этого следует учитывать соотношение жировой части к сухим веществам. В цельном молоке на одну часть жира приходится 2,2 – 2,4 части СОМО, а в обезжиренном молоке 90 – 170 части. Состав обезжиренного молока, как и цельного, подвержен значительным колебаниям, в том числе по сезонам года. Так, например, содержание отдельных компонентов может составлять (%): сухих веществ 8,2 – 9,5; жира 0,01 – 0,08; белков 3,0 – 3,5; лактозы 4,5 – 4,8. В обезжиренном молоке практически отсутствуют белки оболочек жировых шариков, жирорастворимые витамины. Дисперсность жировых шариков в обезжиренном молоке не превышает 2 мкм. Содержание сухих веществ и отдельных компонентов определяет выход готовой продукции, производительность оборудования, затраты энергии на выработку обезжиренного молока. Поэтому учет массы и определение качественных характеристик необходимо для каждой партии обезжиренного молока, поступающего на переработку. Кроме аналитических методов для определения сухих веществ (СВ) можно пользоваться формулами Я.С.Зайковского:
СВ = Р / 4 + Ж + 0,59, |
( 2.2. ) |
где: Р – плотность обезжиренного молока в градусах ареометра; Ж – содержание жира в обезжиренном молоке, %;
или М.С. Коваленко:
СВ = 1,202·Ж + 2,57·100·Р — 99,823 / Р, |
( 2.3. ) |
или упрощенным уравнением:
СВ = 0,275·Р / Ж, |
( 2.4. ) |
Содержание жира и плотность обезжиренного молока определяют в процессе сепарирования или при приемке. Выход обезжиренного молока составляет примерно 90 % от массы сепарируемого молока и зависит от жирности сливок (обратная пропорциональность).
Доброкачественное обезжиренное молоко должно соответствовать следующим требованиям: чистый без посторонних привкусов вкус, цвет белый со слегка синеватым оттенком, однородный по всей массе, консистенция однородная без осадка и хлопьев, кислотность 17 – 21 оТ, плотность 1029 – 1031 кг/м3, вязкость 1,70 – 1,75 Па·с. Обезжиренное молоко не должно быть обсеменено микроорганизмами, в т.ч. патогенными. Недопустимо наличие механических примесей и посторонних веществ.
Температурные режимы сепарирования (кроме холодного) являются оптимальными для жизнедеятельности бактерий, поэтому процесс сепарирования необходимо организовать в потоке с последующим охлаждением и резервированием для переработки. Принципиальная блок-схема процесса показана на рис. 1.
Рисунок 1. Принципиальная блок-схема получения обезжиренного молока
В случае необходимости хранения обезжиренного молока его охлаждают до 4-8 °С. Оптимальным способом сохранения качества обезжиренного молока является пастеризация и охлаждение с использованием пастеризационно-охладительных установок, работающих в автоматизированном режиме управления с безразборной мойкой.
Биотехнологические свойства обезжиренного молока, как сырья для получения продуктов питания, характеризуются рядом свойств.
Органолептические показатели обезжиренного молока (внешний вид, цвет, консистенция, вкус и запах) зависят от состава и свойств цельного молока, из которого оно получено. По внешнему виду представляет собой однородную жидкость белого цвета с легким голубоватым оттенком без осадка и хлопьев. В этом молоке, по сравнению с цельным, отсутствует желтоватый оттенок, который связан с жиром и жирорастворимым β-каротином. Вкус и запах сырого молока специфичный, слабо сладковато-солоноватый, без посторонних, несвойственных молоку запахов и привкусов. Отклонение от этих требований связано с пороками молока. Ярко выраженные привкусы – молозивный, горький, соленый, характерны для молозива и стародойного молока, а также молока, полученного от больных животных. Кормовые привкусы – силосный, капустный, чесночный и другие характерны для молока от животных, которым скармливали в больших количествах некоторые видов кормов, а также трав и сорняков. Целый ряд несвойственных молоку привкусов и запахов связаны с абсорбцией запахов плохо вымытой тары, непроветриваемых помещений, химических веществ и т.п., а также загрязнением молока моющими и дезинфицирующими веществами, лекарствами, пестицидами и другими химикалиями.
Термоустойчивость обезжиренного молока – один из важнейших показателей технологических свойств молока. От этого показателя зависит пригодность молока к высокотемпературной обработке, что особенно важно при выработке стерилизованных продуктов и молочных консервов. Термоустойчивость обезжиренного молока обусловлена его кислотностью и солевым балансом. Под солевым балансом следует понимать равновесие между катионами (кальций, магний и др.) и анионами (цитраты, фосфаты и др.). Нарушение этого равновесия в ту или другую сторону может привести к коагуляции белков. На практике в молоке чаще отмечается избыток катионов.
Повышение кислотности молока в процессе хранения в результате деятельности молочнокислых бактерий также снижает его термоустойчивость.
Сывороточные белки молока при нагревании коагулируют, переходя из растворимого состояния в нерастворимое. Часть таких белков вступает в реакцию с казеином, изменяя его свойства, а часть оседает на поверхности теплообменных аппаратов, снижая их теплопередающую способность и затрудняя последующую мойку. Способствует осаждению сывороточных белков на поверхности теплообменных аппаратов и резкий перепад температур между молоком и греющим агентом. Это необходимо учитывать при тепловой обработке молока.
Сычужная свертываемость обезжиренного молока – определяющий фактор при переработке молока на сыр. Скорость свертывания белков и плотность сгустка зависят от массовой доли в молоке казеина. Повышенное количество казеина способствует более быстрому образованию плотного сгустка. Продолжительность сычужной коагуляции зависит также от концентрации ионов водорода в молоке. С понижением рН молока реакция протекает быстрее, плотность сгустка возрастает, что связывают с повышением активности сычужного фермента.
Изменение концентрации ионов кальция в молоке существенно влияет на скорость образования сгустка и его плотность. Наилучшая коагуляция белков наблюдается при концентрации кальция в молоке 0,142 %. При выработке сыров из пастеризованного молока для восстановления необходимого уровня солей кальция вносят раствор хлористого кальция.